AGH EAIiE	Wysokonapięciowe układy przesyłowo-rozdzielcze
Kierunek: Elektrotechnika					Rok: IV
Temat ćwiczenia: Sterowanie rozkładem pola elektrycznego w urządzeniach elektrycznych WN						Ćwiczenie nr 6
Grupa: A	Wykonali: 1. Marcin Szybowski 2. Piotr Suseł 3. Marcin Ibragimow 4. Piotr Bielaska 5. Katarzyna Strzałka 6. Anna Kordas 7. Wojciech Błazucki 8.Krzysztof Wybranski 9. Lech Szpyra
Data wykonania ćwiczenia: 20.04.2004			Data oddania sprawozdania: 27.04.2004	Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zaznajomienie się rozwiązaniami konstrukcyjnymi urządzeń elektrycznych wysokiego napięcia zmierzających do właściwego sterowania rozkładem pola elektrycznego.

2. Przebieg ćwiczenia:

1. W pierwszej części ćwiczenia zapoznaliśmy się z urządzeniami występującymi w laboratorium oraz ze sposobami rozwiązywania problemu sterowania polem elektrycznym takich urządzeń jak transformatory, przekładniki, izolatory WN czy ochronniki przeciwprzepięciowe.

Czynniki wpływające na rozkład pola elektrycznego.

• kształt elektrod

• uwarstwienie układu izolacyjnego

• rodzaj uwarstwienia:

• szeregowe

• równoległe

• ukośne

• rodzaj napięcia:

• stałe

• przemienne

• udarowe

• przy napięciu stałym : temperatura

Wpływ kształtu elektrod.

Elementem kształtu elektrod (cechą), który wpływa na rozkład pola elektrycznego jest krzywizna elektrody. Dlatego dąży się do tego aby o ile to możliwe unikać w miejscach występowania wysokiego napięcia ostrych krawędzi.

Ogólnie: wzrost krzywizny ⇒ wzrost E

Przykłady:

- bieguny wyłączników,

- osprzęt linii i stacji wysokich napięć (iskierniki, przewody, konstrukcje itp.)

- wewnętrzne części aparatów elektrycznych

Stopniowanie układów izolacyjnych w kierunku promieniowym

W tym celu stosuje się konstrukcje układu izolacyjnego uwarstwionego szeregowo o polu niejednostajnym z takim doborem przenikalności elektrycznych materiałów izolacyjnych poszczególnych warstw, aby uzyskać zmniejszenie niejednostajności pola elektrycznego i w rezultacie zmniejszenie grubości układu uwarstwionego w stosunku do układu jednorodnego.

Przykład: układ walcowy współosiowy uwarstwiony, złożony z dwu warstw materiałów o wartościach przenikalności elektrycznych ε₁ i ε₂. (rysunek)

Stosunek grubości układu dwuwarstwowego i jednowarstwowego zależy od przenikalności dielektrycznych warstw izolacyjnych. Istnieją zatem możliwości wpływu na konstrukcje układu przez dobór materiałów o odpowiednich właściwościach.

Stopniowanie izolacji i właściwy dobór przenikalności elektrycznej obu warstw prowadzi do zmniejszenia grubości całkowitej izolacji dwuwarstwowej w porównaniu z grubością układu jednorodnego przy zachowaniu tych samych maksymalnych wartości natężenia pola elektrycznego w obu przypadkach.

1. W drugiej części ćwiczenia mieliśmy przeliczyć dla jakiego kabla występuje największe natężenie pola elektrycznego.

Wartość średnia

Dla kabla RUHAKXSX 1x240 RMC mm^2 18/30 kV i R = 37,58 mm r = 21,17 mm mamy

Dla kabla 2xS(F1)2Y 1x1000/35 mm^2 87/150 kV i R = 89 mm r = 42,4 mm mamy

Dla kabla YHAKYS 1x120 mm^2 12/20 kV i R = 26,2 mm r = 16 mm mamy

3. W trzeciej części ćwiczenia mieliśmy wykonać wykresy wytrzymałości przerwy powietrznej

Przyjąłem E_kr50 = 500 kV/m oraz k_i = 1,3 (przewód - konstrukcja uziemiona)

Dla dużych odstępów izolacyjnych 2 m ≤ a ≤ 27 m

a	Wzór Parisa i innych	Wzór Galleta	Wzór Parisa	Wzor Herbeca	Wzór Piginiego
[m]	KV	KV	KV	KV	KV
2	1000	884	985	933
2,5	1250	1052	1126	1102
3	1500	1205	1257	1253
3,5	1750	1345	1378	1387
4	2000	1473	1493	1509
4,5	2250	1591	1603	1621
5	2500	1700	1707	1723
5,5	2750	1801	1808	1819
6	3000	1894	1905	1908
6,5	3250	1981	1998	1991
7	3500	2063	2089	2070
7,5	3750	2139	2177	2144
8	4000	2210	2263	2215
8,5	4250	2277		2282
9	4500	2340		2346
9,5	4750	2399		2408
10	5000	2456		2467
10,5	5250	2509		2524
11	5500	2559		2578
11,5	5750	2607		2631
12	6000	2652		2682
12,5	6250	2695		2731
13	6500	2736		2779	2815
13,5	6750	2775		2825	2850
14	7000	2813		2870	2886
14,5	7250	2848		2914	2922
15	7500	2883		2957	2958
15,5	7750	2915		2998	2993
16	8000	2947		3039	3029
16,5	8250	2977		3078	3065
17	8500	3006		3117	3101
17,5	8750	3033		3155	3136
18	9000	3060		3192	3172
18,5	9250	3086		3228	3208
19	9500	3110		3263	3244
19,5	9750	3134		3298	3279
20	10000	3157		3332	3315
20,5				3365	3351
21				3398	3387
21,5				3430	3422
22				3462	3458
22,5				3493	3494
23				3524	3530
23,5				3554	3565
24				3583	3601
24,5				3612	3637
25				3641	3673
25,5					3708
26					3744
26,5					3780

Wnioski:

Ad.1.W konstrukcjach urządzeń elektrycznych wysokiego napięcia dąży się do
łagodzenia krzywizn elektrod metalowych - przez zwiększenie promienia, nawet gdy nie jest to konieczne z innych względów.

Ad.2. Największe średnie natężenie pola elektrycznego posiadał kabel 2xS(F1)2Y który co prawda posiadał najgrubszą izolacje ale miał najwyższe napięcie.

Ad.3. Dopuszczalne odstępy izolacyjne obliczone na podstawie poszczególnych wzorów empirycznych różnią się miedzy sobą.

0

r₃

r₂

r₁

r₃

r₂

r₁

E_2min

E_1min

E_2max

E_1max

R

r

x



---